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Gas Hydrateを利用した気体の海底貯蔵に関する研究

天然气水合物海底储气研究

基本信息

批准号：
03203240
负责人：
大垣一成
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03203240/
关键词：
地球温暖化 CO_2問題海底貯蔵ガスハイドレ-ト結晶成長海洋汚染

项目摘要

本研究は水深6000m以上の海底に於ける天然地形を利用して高圧流体の貯蔵を行うことを最終目的とする基礎研究である。本研究では、第一歩としてCO_2・hydrate・水三相共存下でのhydrateの熱力学的物性と生成・分解速度を実測する。また電子顕微鏡察に基づき、hydrate結晶の成長機構を明らかにする目的で、水溶液からの溶質結晶構造を考察する。それらの結果を利用して、CO_2の海洋拡散に関するシュミレ-ションを行い、hydrate屋根の安定性と有効性を明らかにする。研究成果の概要(1)水溶液構造と結晶成長機構水溶液を重力場に長時間静置しておくと重力方向に密度勾配が生じることを実験的に確認した。この現象は溶液中に分子の凝集体が存在し、かつそれらが重力場でブラウン運動をしているとして説明できた。またUVスペクトルでも光の散乱が確認され、凍結しプリカの電子顕微鏡観察でも大きな凝集体が確認された。溶液の不均一性と同時に凝集体が結晶成長にどう係わっているのかを明らかにするのにはこれからの課題である。(2)hydrateの物性・反応・結晶成長新たに温度サイクル法と呼ぶ測定法を提案し、CO_2・hydrate・水三相共存状態での温度・圧力関係を実測した。同時にhydrate反応がCO_2濃度に関して擬一次反応として取り扱えることを確認した。hydrate結晶構造は、水溶液から成長した結晶と類似の二重構造であった。(3)hydrate膜の成長過程とシュミレ-ションこれらの結果を基に、貯蔵庫起ち上げにおけるhydrate屋根の生成機構をシュミレ-トした。hydrate分解によって生じるCO_2の拡散が仰制されることが示された。

This study aims at basic research on the utilization of natural topography and storage of high-pressure fluids at depths above 6000m. This study is the first step to measure the thermodynamic properties of hydrate and its formation and decomposition rate under CO_2·hydrate·water three-phase coexistence. Electron microscopy is used to investigate the growth mechanism of substrate and hydrate crystals, and the structure of solute crystals in aqueous solutions. As a result, CO_2 emissions from the ocean are expected to increase, and the stability of hydrate systems is expected to increase. Summary of research results (1) Structure of aqueous solution and mechanism of crystal growth This phenomenon is explained by the existence of molecular aggregates in solution and the gravity field. UV light scattering, freeze light electron microscopy, and condensation The heterogeneity of solution and the simultaneous condensation of crystal growth (2) The temperature and pressure relationship between the physical properties, reaction and crystal growth of hydrate and CO_2, hydrate and water three-phase blue shift state were measured. At the same time, the hydrate concentration of CO_2 is determined. hydrate crystal structure, aqueous solution, growth, crystallization, double structure (3) The growth process of hydrate film and the formation mechanism of hydrate root are discussed. CO_2 and CO_2 are produced by hydrolysis.